La valeur de CMC obtenue pour le DDM commercial par tensiométrie de surface (0,15mM) est conforme aux données de la littérature (0,17mM) [135], ce qui valide les conditions expérimentales de mesure. Il en va de même pour la CMC du PCC-malt syn- thétisé estimée à 0,036mM contre 0,033mM référencé dans [114].
En revanche, la CMC mesurée pour le F8TAC diffère de celles données dans la lit- térature puisqu’elle a été mesurée à 0,0065mM au lieu de 0,03mM déterminée par suivi de fluorescence d’une sonde hydrophobe. Cet écart de 4 à 5 fois la valeur valeur ini- tiale s’explique par la faible valeur de la CMC, qui nécessite l’utilisation d’une technique très précise. Le développement des techniques automatisées, telle que la tensiomètrie de surface a permis de devenir plus performant aux petites concentrations que les méthodes manuelles utilisées à l’époque de la première détermination de la CMC des FTAC. Celle-ci avait été effectuée par spectrophotométrie en utilisant la méthode de Menger [138] (sonde : chlorure de pinacymol). Il aurait été intéressant de vérifier avec ce nouveau degré de pré- cision, si nous retrouvions des valeurs de CMC indépendantes du degré de polymérisation de la tête polaire, pour des DPn moyen compris entre 4 et 15 [117].
Cette nouvelle valeur de CMC environ 4,5 fois plus faible, indique que l’on pourrait sans doute réduire la concentration du F8TAC sans risque d’agrégation de la protéine par
rapport aux concentrations utilisées jusqu’à présent. C’est le caractère non dénaturant du F8TAC qui a permis l’utilisation de ce composé en très large excès pour maintenir en
solution les protéines sans atteinte à leur stabilité.
Parmi les composés à chaine fluorée et tête maltoside, le F2H9-malt et le F6H2-malt
présentent une CMC, à peu près égale à 1 mM, soit environ 6,8 fois celle du DDM. Pour- tant le design de ces composés hémifluorés a été imaginé afin d’obtenir des propriétés hydrophobes identiques à celle du DDM. Ils auraient donc dû avoir des CMC équivalentes à celle du DDM. Ce résultat montre les limites de l’approximation CF2 ≈ 1, 6CH2 qui
a été déterminée initialement pour le passage de chaînes totalement hydrogénées à des chaînes perfluorées [116]. Nos composés n’étant que partiellement fluorés, la présence, sur une même chaîne, d’une partie hydrogénée et d’une partie fluorée introduit un nouveau facteur influençant la micellisation, qui rend cette approximation moins fiable. Les CMC se trouvent donc être plus élevées que celles attendues. Il semble que la faible miscibilité entre les chaînes hydrogénées et fluorées défavorise ou déstabilise la formation des micelles, par rapport à un composé totalement fluoré ou totalement hydrogéné. L’équivalence dé- montrée pour le passage d’une chaîne hydrogénée à une chaîne perfluorée, ne l’est plus pour passer d’une chaîne hydrogénée à une chaîne hémifluorée ou faiblement fluorée.
Ce résultat confirme ceux de l’équipe du Pr. Riess qui avait déjà remis en question cette règle du CF2 ≈ 1, 6CH2 pour des tensioactifs hémifluorés à têtes dimorpholino-
phosphate (CnF2n+1(CH2)m-OP(O)[N(CH2CH2)2O]2 [139]. Ils ont mis en évidence que
pour leurs composés, le segment hydrogéné, greffé à un segment fluoré, n’a pas le même comportement, lors de la micellisation, que s’il appartenait à une chaîne totalement hy-
drogénée. Sa contribution est en fait réduite d’un facteur 3. En revanche une chaîne contenant un segment fluoré séparé de la tête polaire par seulement 2 carbones hydrogé- nés (m=2), se comporterait comme une chaîne totalement fluorée sans cet espaceur court, et garderai l’équivalence CF2 ≈ 1, 6CH2. Ils proposent d’expliquer ce phénomène par le
repliement de l’espaceur hydrogéné dans une conformation qui permettrait de minimi- ser la différence de taille entre la section d’une chaîne fluorocarbonée et hydrocarbonée (environ 30 vs. 20 Å2 respectivement). Toutefois leurs résultats ne sont pas applicables
à nos composés puisqu’ils supposeraient que le F6H2-malt soit équivalent au decylmalto-
side (CMC=1,66mM), le F4H5-malt à l’octylmaltoside (CMC=19,5mM) et le F2H9-malt à
l’hexylmaltoside (CMC=210mM). Ces valeurs de CMC sont non concordantes (largement surestimées), ce qui laisse penser que la contribution hydrophobe plus faible du segment hydrocarboné est non seulement liée à la présence d’une partie fluorée, mais à la nature de la tête polaire. Finalement tout se passe comme si l’hydrophobie d’un segment hy- drocarboné dépendait de l’environnement hydrophobe mais aussi hydrophile auquel il est greffé.
La détermination de la CMC du F4H5-malt par tensiométrie de surface n’a donnée
qu’une valeur indicative de la CMC aux environs de 0,5 mmol/L. Les différentes mesures montrent que la tension de surface augmente irrégulièrement d’un essai à l’autre lors de la dilution du tensioactif en dessous de la CMC. Or l’allure de cette partie de la courbe est caractéristique de l’arrangement des tensioactifs à l’interface, ce qui semble indiquer que le F4H5-malt présente un comportement atypique à l’interface. La faible
tension de surface des solutions concentrées en F4H5-malt (γ = 18−20mN/m) confirme le
caractère tensioactif de ce produit qui se place bien à l’interface air/eau, mais les équilibres entre l’interface et la solution semblent relativement lents aboutissant à ces courbes de tensiométrie de surface moins bien définies. Il est possible que le caractère lipophobe des chaînes perfluorées gène l’organisation de ces tensioactifs hémifluorés à l’interface air/eau, ou les échanges entre la solution et l’interface. Ainsi lors de la mesure en tensiométrie, les temps d’équilibre avec la surface pourraient être très longs, aboutissant à ces courbes d’évolution lentes, sans cassure nette à la CMC. Le phénomène observé en tensiométrie se situe à une interface et ne préjuge pas de ce qui se produit pour les micelles au sein de la solution. La détermination de la CMC par 19F RMN aurait permis de se focaliser sur
le comportement en solution. Pour notre part ce sont les mesures réalisées en SAXS qui vont nous permettre de définir si le F4H5-malt présente un comportement particulier en
solution.
En effet nous venons de voir que les segments fluorés avaient une influence sur la CMC, qu’en sera-t-il sur les assemblages formés en solution ? La détermination de la CMC permet de connaître la concentration minimale à partir de laquelle se forment les micelles, mais pour pouvoir caractériser ces assemblages micellaires (masse, taille, forme) et leurs comportements en solution (interactions) en vue de la cristallisation des protéines membranaires, nous allons utiliser la diffusion des rayonnements. Avant de présenter nos résultats, nous allons dans le paragraphe suivant rappeler les principes théoriques de
la diffusion des rayonnements et les différentes techniques de diffusion de la matière en solution.